固态硬盘（SSD）是集成电路，无需任何移动部件即可存储数据。相比之下，硬盘驱动器（HDD）将信息存储在旋转的磁性盘片上。由于这种简洁性，SSD 彻底改变了计算设备的外观和功能。例如，智能手机就依赖于 SSD。
SSD 相较于 HDD 的优势数不胜数。它们更小巧、机械结构更简单、读写数据速度比其硬盘“表兄弟”更快。它们也更节能。
因此，鉴于许多计算机制造商和数据中心运营商正寻求减少碳足迹，人们很容易想象这一切使内存的选择变得简单。
但威斯康星大学麦迪逊分校的 Swamit Tannu 和不列颠哥伦比亚大学温哥华分校的 Prashant Nair 表示，事情并非表面看起来那样。SSD 存在一个“脏碳”秘密。
Tannu 和 Nair 测量了这些设备在其整个生命周期（10 年）内每千兆字节的碳足迹，出人意料的是，SSD 的碳足迹明显更高。“与 SSD 相比，HDD 的（碳）固有成本至少低了一个数量级，”研究人员说。
生命周期碳成本
Tannu 和 Nair 通过将这些设备估计 10 年生命周期中排放的所有碳加起来得出了他们的结论。这包括制造、运行、运输和处置过程中排放的碳。
运行过程中排放的碳易于计算。读取和写入数据时，HDD 消耗 4.2 瓦，而 SSD 消耗 1.3 瓦。研究人员计算，一个 1TB 的 HDD 在 10 年的运行寿命中排放的二氧化碳相当于 159 公斤。相比之下，一个 1TB 的 SSD 在 10 年内仅排放 49.2 公斤。
但 SSD 在制造过程中碳排放强度要大得多。这是因为 SSD 的芯片制造设施在极高的温度和压力下运行，维持这些条件需要消耗大量能源。内存越大，所需的芯片越多，碳足迹也相应增加。
所有这些加起来，SSD 制造产生了显著的碳足迹。Tannu 和 Nair 计算，制造一个 1TB 的 SSD 排放的二氧化碳相当于 320 公斤。相比之下，一个类似的 HDD 仅排放 40 公斤。
因此，一个 1TB SSD 的生命周期碳足迹为 369.2 公斤二氧化碳当量，而 HDD 为 199 公斤。所以 HDD 的清洁度要高得多。
这是一个违反直觉的结果，具有重要的意义。至少，这表明计算机制造商和云数据存储运营商应该重新考虑他们使用 SSD 和 HDD 的方式。
例如，台式计算机碳足迹的近 40% 来自其 SSD，而 CPU 仅占 4%，GPU 仅占 11%。
创新思维
研究人员表示，数据中心运营商可以通过改变使用 SSD 的方式来减少其碳足迹。例如，通过引入更好的读写数据策略，使所有数据单元均匀磨损，可以延长 SSD 的寿命。更好的纠错码可以使 SSD 在内存单元损坏的情况下运行，从而延长其寿命。数据中心还可以将 HDD 用于要求较低的内存操作。
Tannu 和 Nair 极力指出，他们的分析并未考虑其他因素。特别是，他们说他们的分析没有考虑到 SSD 对整体性能的影响。
尽管如此，这项研究的明确信息是，任何与计算机相关的操作的碳足迹都取决于除开机运行时排放的碳之外的许多因素。事实上，这只占相对较小的比例。这表明，未来要减少这些系统的碳成本，必须采取更细致的思考，并且潜在的减排效果可能非常显著。
随着 IT 行业占全球碳排放量的 2%，并且预计在未来十年内将翻一番，这种新的思维方式将需要得越快越好。
参考文献：SSD 的“脏碳”秘密：固有碳排放：arxiv.org/abs/2207.10793
